從70年代開(kāi)始，理一理機(jī)器人家族的大致脈絡(luò)

【按】這是根據(jù)朱曉蕊教授在一次公開(kāi)沙龍上的分享整理而成的。朱曉蕊，哈工大深研院機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，IEEE國(guó)際機(jī)器人與自動(dòng)化協(xié)會(huì)分會(huì)及國(guó)際事務(wù)委員會(huì)主席。本文主要講的是機(jī)器人領(lǐng)域的起源、分支和發(fā)展現(xiàn)狀。

以下是正文。

首先講一下機(jī)器人與創(chuàng)客，很多人會(huì)避諱這個(gè)問(wèn)題，談到創(chuàng)客的時(shí)候經(jīng)常也會(huì)談到機(jī)器人，但是談機(jī)器人的時(shí)候通常不會(huì)想到去談創(chuàng)客，所以有的人幾乎是把在創(chuàng)客這塊是把創(chuàng)客和機(jī)器人是等價(jià)起來(lái)的，那么我現(xiàn)在想說(shuō)的是，創(chuàng)客實(shí)際上是一群科技愛(ài)好者，機(jī)器人這個(gè)專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H上是科技愛(ài)好者而生的，這個(gè)后面我還會(huì)論證我這個(gè)觀點(diǎn)。

創(chuàng)客是一個(gè)很大創(chuàng)新的環(huán)境，在這個(gè)創(chuàng)新環(huán)境里面創(chuàng)客會(huì)走兩條路：一個(gè)是往上走，走向商業(yè)化，會(huì)產(chǎn)生一些機(jī)器人的產(chǎn)品;另一個(gè)方面，往專業(yè)化方向走，其實(shí)就走到了我所在的機(jī)器人研究的這個(gè)領(lǐng)域。創(chuàng)客這個(gè)創(chuàng)新環(huán)境的基數(shù)越龐大，無(wú)論是商業(yè)化還是走專業(yè)化的道路都是一個(gè)非常好的事情。

剛才我講機(jī)器人是為科技愛(ài)好者而生的，實(shí)際上機(jī)器人是一個(gè)科技愛(ài)好者表演的舞臺(tái)，我們中國(guó)有一句話，有一句俗語(yǔ)：沒(méi)有做不到，只有想不到。我現(xiàn)在就想看一下，到底我們都想到了一些什么，我們又都做到了什么。

首先就是說(shuō)我從這個(gè)機(jī)器人的起源開(kāi)始講，實(shí)際上機(jī)器人“robot”這個(gè)詞是源于歐洲的一個(gè)科幻劇，里面有一個(gè)人物，這個(gè)人物實(shí)際上是當(dāng)時(shí)人們想像的機(jī)器人的樣子，然后把它放進(jìn)了一個(gè)舞臺(tái)劇(《Rossum’s Universal Robots》)里面去展示，并沒(méi)有真正的實(shí)物出來(lái)。

隨后，電影工業(yè)開(kāi)始迅速地發(fā)展，伴隨而來(lái)的就是科幻電影成為電影產(chǎn)業(yè)里非常重要的一個(gè)分支，大家去看一下這個(gè)機(jī)器人和科幻電影到底是一個(gè)什么樣的關(guān)系，首先我們先看一下70年代，1977年開(kāi)始有一個(gè)科幻電影的熱潮。

70年代的時(shí)候，我們的想象力到哪里?在星球大戰(zhàn)里面出現(xiàn)了機(jī)器人，這幾個(gè)機(jī)器人有這么幾個(gè)特征：笨拙型的，有視覺(jué)，有聲音，互相之間可以說(shuō)話——這個(gè)是70年代的時(shí)候我們?nèi)四芟胂竦降臇|西?，F(xiàn)在在看我們最新的、真實(shí)的機(jī)器人產(chǎn)品達(dá)到一個(gè)什么樣的程度。

那個(gè)機(jī)器人和星球大戰(zhàn)這個(gè)小機(jī)器人是非常像，而安保機(jī)器人是2014年才出來(lái)的，所以就是說(shuō)，我們70年代就能想象到的，但是真正做出來(lái)是2014年。除了這個(gè)之外，我再放一個(gè)視頻。

這是我在剛剛結(jié)束的美國(guó)國(guó)防部的一個(gè)機(jī)器人挑戰(zhàn)賽上拍的。這個(gè)機(jī)器人挑戰(zhàn)賽的選手大部分是人形機(jī)器人，有點(diǎn)類似于星球大戰(zhàn)——但有人應(yīng)該也注意到了，它們行走能力很差。

2004年的科幻電影里的機(jī)器人大概有這么幾個(gè)特征：行動(dòng)敏捷加智能，加不受控——這個(gè)是當(dāng)時(shí)大家想像力的程度。

看現(xiàn)在最新的機(jī)器人，這個(gè)是波士頓動(dòng)力的最新的機(jī)器人，叫Spot。

實(shí)際上這個(gè)機(jī)器人是看起來(lái)像一個(gè)機(jī)器狗的這樣的東西，然后它就是在行動(dòng)上面比之前的要進(jìn)步了很多，所以，它這個(gè)在動(dòng)作敏捷程度上面和電影里的有一定程度的接近，但是還達(dá)不到這個(gè)程度。

另外一個(gè)叫ATRIAS的機(jī)器人，是一個(gè)類似模仿鴕鳥的一個(gè)機(jī)器人，拿籃球使勁砸它，也會(huì)保持運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，就是它的穩(wěn)定性和可靠性是非常好的。

再發(fā)展，又過(guò)了十年，到了2014年——近幾年有幾個(gè)嘉賓也講了很多——大家都提到了變形金剛，這個(gè)里面我也總結(jié)了一下，我用這幾個(gè)關(guān)鍵詞來(lái)描述：一個(gè)是可變形加柔性材料，加感情。

對(duì)比一下，我們現(xiàn)在真實(shí)的機(jī)器人產(chǎn)品，可能距離它比較近的，就是Jibo，其實(shí)這個(gè)家庭機(jī)器人是MIT多媒體實(shí)驗(yàn)室的教授Cynthia Breazeal做的，這個(gè)教授實(shí)際上是最開(kāi)始在機(jī)器人研究領(lǐng)域開(kāi)辟了一個(gè)新的技能分支，是機(jī)器人和人之間的互動(dòng)的一系列的技術(shù)，后面她把這些技術(shù)中很小的一部分拿出來(lái)做了這一款產(chǎn)品。

按機(jī)器人分幾類——實(shí)際上我這個(gè)分類和平時(shí)我們做的分類是不太一樣的，因?yàn)榭紤]到應(yīng)用層面的問(wèn)題——這個(gè)分類是這樣分的;一個(gè)是工業(yè)機(jī)器人，大家都很清楚;另外一個(gè)，我把它分成家庭機(jī)器人和專用服務(wù)機(jī)器人。

工業(yè)機(jī)器人這一塊，傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人咱們很多人也比較熟悉，主要就是在生產(chǎn)線上面用的是非常非常多，去做一些零件的抓取、放置，還會(huì)擴(kuò)展到一些食品工業(yè)里面，去做一些與食品分揀有關(guān)系的工作，這些都是在用工業(yè)機(jī)器人來(lái)做。

這是傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人，因?yàn)閺纳蟼€(gè)世紀(jì)60年代就開(kāi)始有工業(yè)機(jī)器人，一直發(fā)展到現(xiàn)在，非常多年，直到這兩年才有一個(gè)突破，最新智能工業(yè)機(jī)器人主打的是人機(jī)交互，也就是說(shuō)，它實(shí)際上是增加了人機(jī)交互功能的傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人。

這個(gè)智能工業(yè)機(jī)器人，也是2014年才發(fā)布，實(shí)際上是給機(jī)器人裝了這個(gè)胳膊——以前的傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人無(wú)法解決一些小的零件的裝配，這個(gè)最新推出的這種智能工業(yè)機(jī)器人其實(shí)是為了解決生產(chǎn)線上面最后一環(huán)的問(wèn)題。在自動(dòng)化的生產(chǎn)線上面，有很多的工序都可以通過(guò)工業(yè)機(jī)器人來(lái)完成，但是最終的裝配環(huán)節(jié)其實(shí)始終是由人工來(lái)做的，工業(yè)機(jī)器人和廠商們現(xiàn)在想的是能不能把最后一個(gè)環(huán)節(jié)也用機(jī)器人替代掉，這樣的話效率更高。

然后家庭機(jī)器人這一塊，我大概想講幾個(gè)例子，一個(gè)是掃地機(jī)器人。

美國(guó)的iRobot，第一款掃地機(jī)器人是02年問(wèn)世，但從那之后，家庭機(jī)器人這一塊沒(méi)有什么進(jìn)展。實(shí)際上掃地機(jī)器人進(jìn)入家庭也是比較曲折的一個(gè)過(guò)程，因?yàn)檫@實(shí)際上是在改變?nèi)藗兊纳罘绞剑坏┥婕暗礁淖內(nèi)藗兊纳罘绞降漠a(chǎn)品必然要花費(fèi)更久的時(shí)間，而且這個(gè)平衡點(diǎn)是非常難找的。

2012年軟銀收購(gòu)了法國(guó)的一個(gè)很有名的人型機(jī)器人公司阿德巴蘭，收購(gòu)了之后，2014年砍掉了很多功能——這個(gè)機(jī)器人非常招人喜歡的，但是功能特別多，所以導(dǎo)致價(jià)錢也非常昂貴，大概是十萬(wàn)左右的價(jià)格。軟銀收購(gòu)了之后砍掉很多功能，推出了消費(fèi)型的機(jī)器人Pepper。實(shí)際上它想說(shuō)什么?砍掉很多功能，把成本降下來(lái)，可能有機(jī)會(huì)推向家庭。[!--empirenews.page--]

但是實(shí)際上Pepper最典型的功能就是語(yǔ)音交互功能，通過(guò)你講話的語(yǔ)調(diào)，包括你的動(dòng)作捕捉到你的情緒，其實(shí)也相當(dāng)簡(jiǎn)單。軟銀其實(shí)也是試探這個(gè)家庭機(jī)器人這一塊，但是我覺(jué)得并沒(méi)有一個(gè)定論。

另外一個(gè)我想提的是家務(wù)機(jī)器人，這個(gè)是2010年的時(shí)候正式推出的一款產(chǎn)品，這家公司現(xiàn)在已經(jīng)不存在的，因?yàn)橐呀?jīng)支持不下去了。它東西做得非常好，集成了很多技術(shù)，非常時(shí)尚，但是找不到平衡點(diǎn)，所以始終是一直在做高校研究平臺(tái)，實(shí)際上它的商業(yè)化只是一個(gè)示范作用，但是這個(gè)公司關(guān)門之后實(shí)際上拆分出了七個(gè)公司，就這一個(gè)機(jī)器人，可以拆分出七個(gè)公司，可想而知它擁有多少不同的技術(shù)。

剛才講了幾個(gè)家用的機(jī)器人，另外一個(gè)大的分類就是專用服務(wù)機(jī)器人。比如有一個(gè)娛樂(lè)機(jī)器人，是美國(guó)的Sarcos，83年成立的，給迪士尼樂(lè)園和環(huán)球影城提供定制化的機(jī)器人。如果大家去迪士尼樂(lè)園或者是環(huán)球影城玩過(guò)，大家都知道，一些機(jī)器恐龍之類的東西都是3M這些公司幫他們做定制化的服務(wù)——后面這個(gè)公司后來(lái)借了美國(guó)軍方的項(xiàng)目去做外骨骼機(jī)器人，被美國(guó)的軍火商雷神收購(gòu)，后面做的這個(gè)外骨骼機(jī)器人也很有名氣。

另外一種專用服務(wù)機(jī)器人就是手術(shù)服務(wù)機(jī)器人，這個(gè)里面比較典型的就是達(dá)芬奇手術(shù)服務(wù)機(jī)器人，這個(gè)產(chǎn)品是Intuitive Surgical1999年開(kāi)始投入市場(chǎng)使用的。達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人售價(jià)非常非常昂貴，但是它后來(lái)也在美國(guó)上市了，后來(lái)走的路線是賣一些手術(shù)機(jī)器人需要的材料，一些耗材——最后主要是靠耗材來(lái)盈利的。

日本公司做了一款護(hù)理機(jī)器人，一開(kāi)始的時(shí)候，大家都不明白它在干什么，然后后面直到畫面里面出現(xiàn)了一個(gè)人頭，然后這時(shí)候才能看出在干什么，其實(shí)它幫那個(gè)人洗頭，所以它的兩邊的這個(gè)東西是按摩頭皮的，所以，這個(gè)東西剛開(kāi)始看到的時(shí)候，覺(jué)得說(shuō)這個(gè)可能就是為了好玩，但是后面發(fā)現(xiàn)這個(gè)不是單獨(dú)的系統(tǒng)在賣，實(shí)際上是后面聯(lián)著一個(gè)個(gè)的病床，實(shí)際上是在醫(yī)院里面和病床一起搭在一起護(hù)理，所以在病人生病之后，很多時(shí)候不能自己洗頭發(fā)，所以就借助于這個(gè)機(jī)器人裝置來(lái)做這樣的事情。

另外一個(gè)就是物流機(jī)器人，這一塊舉一個(gè)例子就是Kiva，這個(gè)公司是03年成立的，2012年被亞馬遜高價(jià)收購(gòu)，變成了亞馬遜倉(cāng)庫(kù)里面的一個(gè)很好的助手。對(duì)于大型的倉(cāng)儲(chǔ)的這樣的公司而言，它解決了非常大的問(wèn)題，因?yàn)樵谖锪鞣泵Φ臅r(shí)候，如果是有了這個(gè)物流機(jī)器人去幫它去拿貨，一個(gè)大的倉(cāng)庫(kù)只需要很少的幾個(gè)人把貨物分配給不同的機(jī)器人，然后這些機(jī)器人他們會(huì)自己規(guī)劃路徑給它去哪個(gè)貨柜。

下一個(gè)就是無(wú)人駕駛車輛。這個(gè)也很多人清楚，Google實(shí)驗(yàn)室的第一個(gè)項(xiàng)目就是無(wú)人駕駛車，目前是在美國(guó)的幾個(gè)州測(cè)試，實(shí)際上這個(gè)無(wú)人駕駛車輛也是移動(dòng)機(jī)器人的一種，只是說(shuō)把移動(dòng)機(jī)器人的技術(shù)放在車上，放到一些其他的平臺(tái)上面也是一樣的，所以基本上Google無(wú)人駕駛的技術(shù)團(tuán)隊(duì)都是做機(jī)器人的團(tuán)隊(duì)。它通過(guò)在車上布很多的傳感器來(lái)檢測(cè)周圍的環(huán)境，比如說(shuō)在路上的時(shí)候，把路上行駛的車劃成紅黃，然后它把路邊的建筑劃成綠黃，所以它在看到這個(gè)場(chǎng)景的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)把它看到的每一副場(chǎng)景分割，這一副場(chǎng)景里邊我看到幾個(gè)建筑物，幾個(gè)建筑物就是綠框，直到這幾個(gè)綠框不動(dòng)，然后這個(gè)建筑物里面有幾個(gè)紅框，還有人行道，也會(huì)劃分成不同顏色的區(qū)域，通過(guò)這些來(lái)指導(dǎo)它去做一個(gè)實(shí)時(shí)的決策，所以說(shuō)它看到人行道這一塊的時(shí)候，這一塊是需要為行人避讓的，所以說(shuō)這個(gè)東西實(shí)際上是一個(gè)很復(fù)雜的一個(gè)多傳感器處理的過(guò)程。

還有一個(gè)就是我剛才說(shuō)的外骨骼機(jī)器人，被雷神收購(gòu)之前它已經(jīng)開(kāi)始做外骨骼機(jī)器人——2000年美國(guó)國(guó)防部有一個(gè)公開(kāi)的項(xiàng)目，項(xiàng)目征集就是外骨骼機(jī)器人。這個(gè)據(jù)說(shuō)是2010年正式開(kāi)始測(cè)試，雖然是軍方的項(xiàng)目，但現(xiàn)在也有人說(shuō)它也可以用在普通工房里面——借助這個(gè)機(jī)器人的幫助，一個(gè)工人就可以搬起200公斤的東西。

還有就是空間探索機(jī)器人。比如外太空探索，這個(gè)機(jī)器人在一開(kāi)始看起來(lái)是一個(gè)包袱一樣的東西，然后把它扔到這個(gè)星球上面之后，受到?jīng)_擊之后自動(dòng)打開(kāi)，變成了一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人，通過(guò)這個(gè)來(lái)去采集其他星球上面的一些樣本或者是傳回一些圖像。

這個(gè)是深海探索的機(jī)器人。

需要無(wú)論是太空探索還是深海探索，都是讓機(jī)器人去人比較去不了的地方。

另外一個(gè)就是說(shuō)軍事巡邏機(jī)器人，比如說(shuō)在近身戰(zhàn)爭(zhēng)中，不知道前面是不是會(huì)有敵人，所以它就把它拋出去，然后這個(gè)機(jī)器人就去幫它去探索前面到底有沒(méi)有對(duì)方的軍事力量，他就可以在后面去操控它。

其實(shí)機(jī)器人的種類是非常非常多的，所以沒(méi)有辦法一一講全了，我只是講了一些我認(rèn)為比較典型的產(chǎn)品和技術(shù)。關(guān)于不同類型的機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)我想表達(dá)一下我自己個(gè)人的一些觀點(diǎn)，實(shí)際上工業(yè)機(jī)器人這一塊已經(jīng)是巨頭林立，而且巨頭們也都在思考怎么樣去做創(chuàng)新，包括剛才我提到的ABB的那個(gè)機(jī)器人，據(jù)說(shuō)是花了五年時(shí)間研發(fā)的。在它之前有另外一家美國(guó)的公司，非常小，它覺(jué)得工業(yè)機(jī)器人這么久了都沒(méi)有什么太大的創(chuàng)新，所以推出了一款雙臂的解決相同問(wèn)題的機(jī)器人——但是實(shí)際上它推出來(lái)沒(méi)多久之后，ABB的機(jī)器人發(fā)布了，而且后者是很早就開(kāi)始做這個(gè)東西的研發(fā)了。

ABB的機(jī)器人推出了之后，其他的小的機(jī)器人公司馬上就暗淡很多，所以工業(yè)機(jī)器人這一塊是比較成熟的。至于家庭機(jī)器人，從商業(yè)的角度來(lái)講，還比較早期，如果有人想現(xiàn)在開(kāi)始去做一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的研發(fā)然后后面推出產(chǎn)品我覺(jué)得是可以的，但是如果現(xiàn)在就想把家庭機(jī)器人商業(yè)化，還是有很長(zhǎng)的道路要走。包括軟銀推出的東西，其實(shí)都在探索。

專用服務(wù)機(jī)器人現(xiàn)在可能是一個(gè)產(chǎn)品化的比較好的時(shí)機(jī)。實(shí)際上我們生活中其實(shí)是有非常多的痛點(diǎn)需要解決的，從現(xiàn)在大眾接受的程度來(lái)講，專用的服務(wù)機(jī)器人這個(gè)是現(xiàn)在可以商業(yè)化程度往里切的一個(gè)方向。

最后說(shuō)一下各國(guó)機(jī)器人發(fā)展的狀況，第一梯隊(duì)還是美國(guó)和日本，第二梯隊(duì)是歐洲的德國(guó)、法國(guó)、意大利，還有亞洲的韓國(guó)——韓國(guó)這幾年也是技術(shù)發(fā)展非常快，中國(guó)算是在第三梯隊(duì)。